高清仿真遠程視頻會議系統的設計要點

任亞武 / 趙雨農 / 王 青

(中國建筑設計院有限公司(原中國建筑設計研究院)智能工程中心，北京 100044)

1 概述

近年來隨著網絡的普及和圖像技術的不斷發展，視頻會議系統的應用越來越廣。隨著國家經濟的不斷發展，政府、軍隊、教育、金融、交通、能源、醫療等各類相關單位都在進行業務擴張，這也直接拓展了遠程視頻會議系統的應用領域。通過召開遠程視頻會議，可大大提高工作效率，節省與會人員的工作時間和會議費用。

目前，有些公司已經不滿足于普通的遠程視頻會議模式，開始選擇更高端的高清仿真遠程視頻會議系統。系統將提供影院般的高清視頻，與會人員可以接收立體環繞音頻和高清內容。還可以在沒有任何技術障礙的條件下集中精力處理業務。

目前市場上應用較廣的高清仿真遠程視頻會議系統有寶利通(Polycom)的極致遠真TPX/RPX系統、思科(cisco)的網真系統、華為的全景智真系統、科達的至臻高清系統等。其中寶利通掌握了業界半數以上的核心技術和專利，其極致遠真系統市場占有率較高，產品應用相對成熟。所以，本文也以極致遠真RPX系統為基礎，詳細分析、闡述高清仿真遠程視頻會議系統的功能構造及技術要求。

2 會議功能設計要求

1)技術整體化

該系統整體融合攝像機、麥克風、擴音器、遠程控制及其他技術，同時又對這些設備進行合理的隱藏設置，因而絕對不會分散與會者的注意力。

2)標準化、可操作性

該系統是一種基于標準的解決方案，允許多個與會者接聽來自配備了高清以及傳統標準清晰度視頻會議系統的會議室電話。而通過管理性服務則可以使多點交流得以實現。

3)本地視頻顯示

在會議室的前端配置多個真人大小的無縫高清顯示器，供視頻會議的與會者使用。該系統當中的RPX HD 400系列套件具備48∶9寬幅顯示器，具備較強的仿真高清視頻顯示功能。

4)會議室環境要求

該系統配備了所有家具、會議室照明、聲音處理系統和電子設備，整體形成套件模式。由于該套件采用了模塊式設計，與物理房間沒有關系，所以該系統可選擇不同的房間。

5)擴展性

該系統的套件可適用于多種配置，所以該系統按照標準化設備配置，構建一個適應設備和應用的會議室。為外圍設備和定制設備提供了擴展靈活性。

6)遠程音視頻質量

設計時，要充分考慮該系統需要提供給業主方的會議室效果?？梢詮恼嫒舜笮〉娘@示屏的遠端觀察到每個細節，以及吸頂式麥克風和立體聲擴音器帶來的空間音頻效果。

3 RPX系統技術規格要求

1)RPX系統組成

音視頻設備包括：支持1080p 30fps格式或720p 60fps格式的HDXTM視頻編解碼器、吸頂式數字麥克風陣列、環繞立體聲揚聲器套件、高清DLP?投影機、3-CCD高清視頻攝像機、彩色觸摸屏、19″寬屏個人高分辨率內容顯示器。

2)音視頻技術規格如表1所示。

3)內容組件如表2所示。

4)外形尺寸如表3所示。

5)網絡帶寬的要求

(1)H.264 High Profile帶寬要求如表4所示。

(2)H.264(非High Profile)帶寬需求如表5所示。

6)RPX系列介紹

RPX 系統提供兩個不同的系列型號，適合不同的會議室尺寸要求，可供設計師在設計時與業主方據此溝通協商相關設計需求，如圖1所示。

(1)RPX 200系列設計要求

RPX 200系列主要包含2塊顯示屏、2臺攝像機、2臺HDX高清終端，會議室的座位可以安排4～18人。同時，系統里邊還包括了會議室集中控制系統、會議室燈光系統、音響處理系統、整體的環境裝修和家具系統，由多個子系統構成了一套完整的RPX 200系統。

表1 音視頻技術規格表

表2 組件表

表3 外形尺寸表

表4 H.264 High Profile帶寬要求表

圖1 RPX HD200和RPX HD400平面示意圖

表5 H.264(非High Profile)帶寬要求表

在設計該系統時，需要考慮以下幾方面因素：

①一般選擇1間30m2～100 m2的會議室進行家具設備合理布置；

②墻壁裝修采用復合吸音材料，屋頂采用礦棉板吊頂，地面建議鋪設地毯，整體裝修風格由業主方、設計方以及產品廠家共同協商確定；

③要求配電電源為AC 220V±5%；采用具有保護接地線的三眼插座且接地良好；電源電壓要穩定，可靠，特別防止斷電后立即加電，因此，最好讓顯示設備的電源經過相應功率的UPS供電；

④音頻設備、視頻顯示設備和圖像信號處理設備及控制PC等要求同相供電；

⑤在每個座位底下需要預留電源插座。

RPX 200有多種不同型號配置可供選擇，如表6所示。

(2)RPX 400系列設計要求

RPX 400系列主要包含4塊顯示屏、4臺攝像機、4臺HDX高清終端，會議室的座位可以安排8～28人；包括了會議室集中控制系統、會議室的燈光系統、音響處理系統、整體的環境裝修和家具系統，由這些子系統構成了一套完整的RPX 400系統。

在設計該系統時，需要考慮以下幾方面因素：

①一般選擇1間40m2～140 m2的會議室進行家具設備合理布置；

②墻壁裝修采用復合吸音材料，屋頂采用礦棉板吊頂，地面建議鋪設地毯，整體裝修風格由業主方、設計方以及產品廠家共同協商確定；

表6 RPX HD200設備配置表

④音頻設備、視頻顯示設備和圖像信號處理設備及控制PC等要求同相供電；

⑤在每個座位下需要預留電源插座。

RPX 400系列有多種不同型號配置可供選擇，如表7所示。

表7 RPX HD400設備配置表

4 高清仿真遠程視頻會議系統設計要點

基于以上對RPX系統的整體配置和技術了解，對設計人員在設計時起到一定的啟發和幫助。設計人員可以基于以上的系統特點并結合不同項目的具體要求進行合理的高清仿真遠程視頻會議系統方案設計。

1)基本架構

高清仿真遠程視頻會議系統是根據用戶需求建設的多功能遠程視頻會議系統，并連接中控、顯示設備、音頻設備、PSTN電話、多路視頻源等外圍設備及家具，構成遠真系統。整個遠真系統既可以召開點對點高清視頻會議，也可以通過外置MCU召開多點遠真會議，MCU同樣可以把遠真視頻系統和目前的視頻會議系統一起加入會議。

(1)IP電話保障系統

在大型視頻會議中，很多問題都需要通過電話進行溝通。中心會場的會議管理人員需要和各個分會場的會議操作人員實時溝通，并且要處理會議中的緊急問題。高效便捷的會議保障音頻電話系統能夠極大地方便中心會場對于各個分會場的指揮管理，提高指揮溝通的效率。對于重要會議提供更加便捷可靠的指揮保障。

(2)系統備份(模擬電話接入)

4）防偏磨、防漏油可調節盤根盒在有桿泵采油中實用范圍廣泛，節能降耗和環保效果明顯，具有很高的實用推廣價值。

每套遠真系統都內置RJ-11接口，具備語音橋接功能，接入普通電話時不會占用視頻會議的網絡資源，也不會占用終端的資源。電話接入功能可以將普通電話或手機接入會議，即使人員不能在現場列席會議，也可以通過電話加入到會議中，既可以聽到會議的全部內容也可以發言。如果IP鏈路不通，可馬上利用模擬電話與其他會場進行語音聯系，通過電話，用語音的方式加入到視頻會議系統。

(3)數據會議(H.239)

雙流技術目前已成為H.239國際標準。通過一個呼叫帶寬實現視頻、音頻和數據的同步傳送。讓與會者在觀看發言人圖像，聽到發言人聲音的同時觀看到發言人計算機的活動圖形。而且，可以通過視頻終端的DVI輸出端口，以1 024×768的高清晰分別率顯示出來，在傳輸PC圖像的同時，還可傳送PC聲音，方便遠程教學。

(4)一鍵式管理控制

中控系統可以使用液晶控制面板，對會議室內的眾多電器、環境設備，如遠程視頻會議設備、背頭拼接屏幕、擴聲設備等進行控制。而且可以根據多種不同模式的會議，如本地會議、遠程視頻會議等進行快速切換。

2)系統布局

圖2 Mini攝像系統

會場設備包含：背投無縫拼接大屏、擴聲音箱、桌面信息接口、高清攝像機、高清實物展臺、高清編解碼器、桌面翻轉屏、吊頂全向麥克風、會議桌、會議椅、電視墻、Logo背景墻、三基色燈、吊頂支架、中控設備、地毯。

會場顯示設備由2、4、8塊65″屏幕拼接而成，后臺配合高亮度投影機，會場桌面采用先進的桌面翻轉液晶顯示系統，用于顯示遠程會商的雙流圖像、電子白板等多種輔助視頻信息。

會場內采用4臺高清攝像機拍攝遠程會商的人物圖像，攝像機擺放在會場主屏中間，隱藏在屏幕后方，4臺攝像機成一定的角度，分別拍攝不同的人物，通過4臺攝像機和4塊屏幕配合就可以實現遠程的1：1等比例人物顯示。會場還配置1臺高清實物展臺，用于拾取實物信息。

演播室會場燈光采用三基色燈光，設計滿足相關國家標準，人物面部照度達到800lx,色溫達到3 200K。

會場音響按照擴聲一級指標設計，采用數字化音頻處理設備及專業功放、專業擴聲音箱。

會場內的設備均采用中控進行集中化控制，中控可以根據實際的會議設備使用情況進行場景的設置，進行不同會議時調用之前設定好的不同模式就可以立即進行會議。

系統具備多個高清輸入接口，可連接其他高清視頻信號，或經過認證的第三方高清攝像機。

3)系統組成設備介紹

(1)視頻采集設備

①攝像機

系統采用高清鏡頭，分辨率為1 920×1 080P；提供極致高清圖片；隱藏在屏幕中間后方，可以達到真正的目光對視效果，如圖2所示。

②實物展臺

系統具有一臺高清實物展臺，可對一些圖紙等實物文件進行展示，并可通過雙流的方式，傳送至異地遠端的會議室。

(2)視頻顯示設備

遠程圖像顯示主要由4臺高清投影機和4塊65″背投大屏幕組成，屏幕嵌入安裝，4屏可同時顯示對方遠真會場畫面，也可以分別顯示不同的4個會場。配合內藏式高清攝像機，可以顯示出1∶1比例原始尺寸，如圖3所示。

圖3 視頻顯示設備

(3)音頻采集設備

拾音設備采用數字音頻處理技術，全部使用數字處理，防止音頻失真，智能識別并除去固定的背景噪音，有效避免回音和嘯叫的產生。采用吊頂式全向數字雙麥克風，真正的360°拾音，如圖4所示。

圖4 音頻采集設備

(4)擴聲設備

高保真地還原遠程視頻會議的音頻、本地擴聲、碟片音頻等。

設計標準：根據聲學環境、節目類型及音源動態要求，擴聲系統的設計指標要達到《廳堂擴聲系統設計規范》(GB 50371-2006)的語言兼音樂擴聲一級指標以上，如表8所示。

表8 擴聲系統指標

系統中采用了兩只隱藏式專業語言音箱和一臺擴聲功放。音箱壁掛安裝于遠真屏幕兩側。系統采用全數字化的音頻操控設備，這樣既可以使用于會議室內管理，實現無人值守式工作，也增強了系統的穩定性和安裝全。

(5)輔助顯示設備

內嵌液晶屏幕，顯示雙流內容，雙人共享一臺顯示器，共配備14臺顯示器，如圖5所示。

圖5 輔助顯示設備

(6)電話接入功能

系統配置的編解碼器具備電話接入功能，內置RJ-11接口，除具備遠程視頻會議功能外，還具備遠程電話會議功能，未能出席的人員可以在召開視頻會議的同時通過手機語音加入會議。

當IP線路出現故障，無法進行視頻通訊時，也可以用電話功能撥通遠端遠真會議室電話號碼，語音與對方溝通。

(7)燈光設備

采用Studio Lighting 模塊，嵌裝于天花板內。全部采用三基色燈，還原出最自然的會議效果，達到廣播電視級?？赏ㄟ^中控及觸摸屏實現對燈光的控制。

所有照明系統的燈柵采用導向式設計，燈關導向至與會者的位置，與會者區域的照度符合專業演播室的要求，與會者能夠清晰地顯示在會場屏幕上。

(8)信息接口

會議室桌面使用若干套桌面信息接口，為會議提供VGA、電源、網絡、電腦音頻等多種輸入輸出接口，從而使會議室更加整潔，使會議更加高效。

(9)中控設備

系統主要包括6″無線彩色觸摸屏、系統主機、串口擴展模塊、繼電器擴展模塊及相關輔助設備，通過紅外IR、繼電器RELAY、串口RS232/485、邏輯控制口I/O對各類受控設備進行調控。通過觸摸屏可實現一鍵式操作，例如可通過一個按鍵召集其他會場進行多點的視頻會議，也可以呼叫任意一點召開一對一式遠程會議等。

(10)裝修及家具

為了達到高品質的會議效果，在會場內防止顏色對人物攝像產生的“奪光”及“反光”效應，背景墻應具有均勻的淺顏色，通常多采用藍色或灰色。而房間的其他三面墻壁、地板、天花板均忌用黑或鮮艷色彩的飽和色，通常采用米黃、淺藍色、淺灰色等。各墻面不宜采用復雜的裝飾圖案，以免攝像機移動或變焦時圖象產生模糊現象。會場布置應莊重、樸素、大方。

應盡量采用舒適的真皮座椅，以及加厚椅墊，避免與會人員因經常調整坐姿而在鏡頭內造成不必要的動作，同時加厚的椅墊吸音系數較高，可以縮短混響時間。椅子上不要裝小腳輪，限制移動，以防止離開鏡頭。為了減少臉部的陰影，要求采用淺色桌椅，使光線能通過桌子反射到人的臉上，或在桌上鋪淺色桌布，建議采用淺駝色或淺青藍色。

(11)室內吸聲處理

為了保證絕緣及良好的語言清晰度，地板上應鋪地毯，地毯的吸音系數高，可以縮短混響時間減少回聲；天花板應裝消音板，并且做凹凸設計，增加室內聲音的漫反射，使整個會場聲音的立體感和空間感更強；四周墻壁盡量不要選擇玻璃類裝飾，因為玻璃的吸音系數低，會增加不必要的多次反射聲，提高產生嘯叫的機率，建議裝隔音毯；窗戶安裝雙層玻璃；桌子輔上桌布。以上建議不僅能夠保證良好的隔音效果，而且根據建筑聲學原理為語言的高清晰度打下了很好的基礎，房間中混響系數通常應在0.35ms～0.55ms。

(12)語音保障系統

視頻會議的電話保障系統利用現有的IP視頻會議網絡，為每個會場分配一個專用的IP地址，每個會場的控制室設置一部電話，在電話上設置另一個會場話機的地址，并對應于相應的液晶屏幕顯示和快速呼叫功能鍵。中心會場的管理人員只需按下電話上對應于另一個分會場的快捷按鍵，即可連接至另一個分會場。

6 結束語

隨著數字網絡技術的發展以及會議電視需求的日益提高，特別是數字電視技術的發展為圖象顯示帶來的革命性變革，高清仿真視頻會議系統已經逐漸成為新一代會議電視系統的標志。所以結合各方面因素，對于該系統的設計、施工、調試等業務也隨之應運而生。由于越來越多的智能化設計、施工企業開始深入其中，相關從業人員需要不斷更新、提高自身的專業技術水平，才能夠為市場提供更加合理、細致、完整的優選方案。

[1] 寶利通極致遠真TPX/RPX系統技術手冊.

[2] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.廳堂擴聲系統設計規范(GB 50371-2006)[S].北京:中國標準出版社，2006.

[3] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.會議電視會場系統工程設計規范(GB 50635-2010)[S].北京:中國計劃出版社，2011.